Поиск - новости науки и техники

Модель для изучения свойств новых порошковых наноматериалов разработали российские ученые

06.12.2019

Порошковая металлургия является активно развивающейся технологией, которая дает возможность получать материалы с заданными свойствами и структурой. Поэтому разработка методов получения нанопорошков и материалов на их основе – актуальная задача сегодня. Сотрудники Лаборатории функциональных материалов Южно-Уральского государственного университета разработали решение при помощи молекулярной динамики. Математическая модель уплотнения нанопорошка металла, созданная учеными, позволяет учитывать изменение формы наночастиц. Для расчетов движения каждого атома в системе были использованы мощности суперкомпьютера ЮУрГУ “Торнадо”. По результатам исследования авторами работы опубликована статья в журнале International Journal of Plasticity.

“Метод компактирования порошка для получения наноматериалов давно известен, но пока нет описания поведения материала при таком сжатии. Разработанная нами модель предназначена для использования в макроскопическом моделировании ударно-волновых процессов динамического уплотнения нанопорошков для описания локальной механической реакции и оценки степени уплотнения в каждом конечном элементе. Это обеспечивает кинетическую форму определяющих уравнений для нанопорошка, которые будут использованы для расчета свойств полученного материала”, – рассказывает доктор физико-математических наук, научный сотрудник лаборатории функциональных материалов ЮУрГУ Александр Майер.

Модель рассматривает стадию свободной релаксации, когда наночастицы взаимно притягиваются из-за поверхностного натяжения и взаимно отталкиваются из-за упругих напряжений. А также стадию уплотнения, когда взаимодействие между упругой деформацией и пластичностью определяет механическую реакцию порошка. Механическая модель уплотнения нанопорошка учитывает изменение формы наночастиц при взаимном вдавливании, действие поверхностного натяжения, упругих напряжений и пластической деформации частиц.

Так как процессы компактирования нанопорошков связаны с получением новых материалов с уникальными свойствами, то разработанная математическая модель в будущем позволит исследовать новые материалы и комбинации материалов. А результаты работы ученых ЮУрГУ в будущем могут использовать экспериментальные группы, которые будут разрабатывать соответствующую технологию компактирования порошков.

Изображение: пресс-служба ЮУрГУ

Елена Краснова

Нет комментариев